如何分析无源滤波器的特性？

通过RC低通滤波器和RL高通滤波器的频率响应，怎样来研究分析无源滤波器的特性？

好名字

2019-3-6 19:03:45

无源滤波器由电阻、电容和电感等无源元件组成，，但不包括运算放大器、晶体管等放大器元件。因为没有信号增益，无源滤波器的输出电平总是小于输入。
电容和电感的阻抗与频率相关。电感阻抗与频率成正比，电容阻抗与频率成反比。可利用这些特性来选择或抑制输入信号的某些频率。这种对频率的选择和抑制称为滤波，执行滤波的电路称为滤波器。
如果滤波器通过高频并抑制低频，则它是高通滤波器。反之，如果它通过低频并抑制高频，则它是低通滤波器。与大多数事物一样，滤波器不可能很完美。它们不可能绝对通过某些频率并绝对抑制其他频率。如果信号输出幅度（电压幅度）在最大幅度的70％或1/√2范围内，则认为通过该频率，否则为抑制该频率。70％幅度处的频率称为截止频率、滚降频率或半功率频率。

图2.低通滤波器。

吴湛

2019-3-6 19:04:17

在低频时，与电阻R的阻值相比，电容阻抗非常大。这意味着电容两端的电压电位Vo将远远大于电阻两端的电压降。在高频时则正好相反，由于电容阻抗值的变化，Vo 很小而VR1 很大。
RC滤波器的截止频率：

图3.RL高通滤波器。在低频时，与电阻R的阻值相比，电感阻抗非常小。这意味着电感两端的电压电势Vo将远远小于电阻两端的电压降。在高频时则正好相反，由于电感阻抗值的变化，Vo 变得很大而VR1 变得很小。

唯爱萌meng

2019-3-6 19:04:45

RL滤波器的截止频率：

频率响应：滤波器输出电压幅度与频率成函数关系的曲线图。它通常用于表征滤波器的正常工作频率范围。

图4.一个截止频率为fc的典型低通滤波器的频率响应。

靓仔峰

2019-3-6 19:05:20

材料：

ADALM1000 硬件模块
电阻 (1 kΩ)
电容 (1 μF)
电感 (20 mH)

步骤：

RC低通滤波器：




图5.RC电路试验板连接。
- 在无焊试验板上搭建如图2所示的RC电路，使用的元件为 R1 = 1 kΩ, C1 = 1 μF.
- 将 Channel A AWGMin值设为0.5 V，Max值设为4.5V，从而生成一个峰峰值为4 V，中心为2.5 V的正弦波，作为输入电压施加于电路。在AWG A Mode下拉菜单中选择SVMI模式。在AWG A Shape下拉菜单中选择正弦波。在AWG B Mode下拉菜单中选择高阻抗模式。
- 在ALICE 曲线下拉菜单中选择显示CA-V和CB-V。在触发器下拉菜单中选择CA-V和自动电平。将迟缓设为2(ms)。调节时间基准，直到显示屏方格上大约可显示两个周期的正弦波信号。在Meas CA下拉菜单中选择CA-V下的峰峰值，并对CB执行同样操作。同样，在Meas CA菜单中选择A-B相位。
- 从50 Hz低频开始，在示波器屏幕上测量输出电压CB-V的峰峰值。它应当与通道A的输出相同。小幅逐步增加通道A的频率，直到通道B的峰峰值电压大约为通道A的峰峰值电压的0.7倍。计算70％ V p-p的值并在示波器上获得达到这一电压值时的频率。这样就得到了构建的RC低通滤波器的截止（滚降）频率。
RL高通滤波器




图6.RL电路试验板连接。
- 在无焊试验板上搭建如图3所示的RL电路，使用的元件为 R1 = 1 kΩ, L = 20 mH.
- 重复A中的步骤2和3，获得示波器输出。
- 从20 kHz高频开始，在示波器屏幕上测量输出电压CB-V的峰峰值。它应当与通道A的输出相同。小幅逐步降低通道A的频率，直到通道B的峰峰值电压大约为通道A的峰峰值电压的0.7倍。计算70％ V p-p的值并在示波器上获得达到这一电压值时的频率。这样就得到了构建的RL高通滤波器的截止（滚降）频率。

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